KR101976998B1

KR101976998B1 - 초고압 효소처리를 이용한 도라지 추출물 제조 방법 및 이를 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다제 저해 활성을 갖는 조성물

Info

Publication number: KR101976998B1
Application number: KR1020180124664A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 송훈민; 이민성; 최미나
Original assignee: 한국수목원관리원
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2019-05-10

Abstract

본 발명은 초고압 효소처리 공정을 통하여 추출 수율 및 사포닌 함량을 증진된 도라지(Platycodon grandiflorum) 추출물 추출방법 및 이를 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다제(α-glucosidase) 저해 활성을 갖는 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도라지를 세척, 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 건조 도라지에 물 및 탄수화물 분해효소를 처리하는 단계; 상기 효소 처리된 도라지를 압력 10 내지 300 Mpa, 40 내지 60℃에서, 10 내지 15시간 동안 추출하는 단계; 및 상기 추출물을 감압 농축하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 본 발명의 도라지 추출물은 추출 수율을 증진시켜 경제적으로 도라지 소재를 제조할 수 있고, 추출물의 도라지 사포닌 함량을 증진할 수 있다. 또한 본 발명의 도라지 추출물은 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성이 높아 기능성 소재로의 이용될 수 있다.

Description

초고압 효소처리를 이용한 도라지 추출물 제조 방법 및 이를 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다제 저해 활성을 갖는 조성물{The method for preparing a Platycodon grandiflorum extract using a high pressure enzyme treatment and a composition having antioxidant or α-glucosidase inhibiting activity}

본 발명은 초고압 효소처리리 공정을 통하여 추출 수율 및 사포닌 함량을 증진된 도라지(Platycodon grandiflorum) 추출물 추출방법 및 이를 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다제(α-glucosidase) 저해 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 도라지(Platycodon grandiflorum)는 한의학에서 길경(桔梗)이라고도 하며, 초롱과에 속하는 다년생초로서 한국을 비롯한 중국, 일본 등지에 자생한다. 도라지는 배농, 거담, 기관지염, 천식 등의 호흡기계 질환에 사용되어온 생약재로서, 다양한 약리작용이 알려져 있다. 예를 들어 도라지의 약리 성분 중 트리테르페노이드(triterpenoid)계 사포닌(saponin)은 진해, 거담작용, 중추신경억제작용(진정, 진통, 해열효과), 급만성염증에 대한 항염증 작용, 항궤양 및 위액분비 억제작용, 혈관을 확장하여 혈압을 낮추는 항콜린작용, 혈당강하작용, 콜레스테롤대사 개선작용 등이 있는 것으로 알려져 있다. 이외에도 도라지의 추출물은 곰팡이의 아프라톡신을 억제하며, 이눌린(inulin) 분획은 식균작용과 고형암 및 복수암에 대한 강력한 항종양 효능이 있다고 알려져 있다.

이러한 도라지는 생체 유용한 생리활성 물질을 함유하고 있기 때문에, 생리활성 물질을 별도의 가공을 통하여 추출하여 유용하게 이용될 수 있다. 그러나, 도라지는 건강기능식품의 원재료로 오랫동안 이용되어 온 약용식물이나, 알려진 것보다 이용법의 개발은 미비하다. 특히 기존의 도라지의 유효성분 추출에서는 열수 추출방법을 주로 이용하고 있으나, 추출 수율이 낮아 추출 후 남은 찌꺼기가 유효성분이 함유한 상태로 폐기되는 문제점이 있어 경제적인 도라지 추출물 제조에 어려움이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0013204호 대한민국 공개특허 제10-2011-0108687호 대한민국 공개특허 제10-2015-0007810호

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 추출 수율 및 도라지 사포닌 함량을 증진시킬 수 있는 도라지 추출물 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 제조 방법에 의하여 제조된 도라지 추출물을 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다 저해 활성을 갖는 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 도라지를 세척, 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 건조 도라지에 물 및 탄수화물 분해효소를 처리하는 단계; 상기 효소 처리된 도라지를 압력 10 내지 300 Mpa, 40 내지 60℃에서, 10 내지 15시간 동안 추출하는 단계; 및 상기 추출물을 감압 농축하는 단계를 포함하는, 도라지 추출물의 제조 방법을 제공한다.

여기서 상기 탄수화물 분해효소는 아라바나아제(Arabanase), 셀룰라아제(Cellulase), 베타-글루카나아제(Beta-glucanase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase), 자일라나아제(Xylanase), 아밀라아제(amylae), 갈락토시다아제(galactosidase), 락타아제(lactase) 또는 말타아제(maltase) 중에 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄수화물 분해효소는 건조 도라지 총 중량 대비 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에서 상기 방법으로 제조된 도라지 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화 활성을 갖는 조성물을 제공한다.

여기서, 상기 조성물은 α-glucosidase 저해 활성을 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기존 열수 추출 방법에 비해 추출 수율을 증진시켜 경제적으로 도라지 소재를 제조할 수 있고, 추출물의 도라지 사포닌 함량을 증진할 수 있다. 또한 상기 제조 방법에 따라 제조된 도라지 추출물은 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성이 높아 기능성 소재로의 이용될 수 있다.

이상에서의 본 발명에 따른 효과는 상기에 한정되는 것은 아니며, 기타 본 발명의 효과들은 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도라지 추출물 제조 방법의 공정을 나타난 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 도라지 추출에 미치는 압력의 영향을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압력의 대한 사포닌 함류량을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초고압 효소처리 도라지 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초고압 효소처리 도라지 추출물의 ABTS 라디칼 소거능을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초고압 효소처리 도라지 추출물의 α-glucosidase 저해 활성을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명은 초고압 효소처리 공정을 통하여 추출 수율 및 사포닌 함량을 증진된 도라지(Platycodon grandiflorum) 추출물 추출방법 및 이를 포함하는 항산화 또는 α-글루코시다제(α-glucosidase) 저해 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 열수 추출 방법에 비해 추출 수율을 증진시켜 경제적으로 도라지 소제를 제조할 수 있고, 본 발명에 따른 도라지 추출물은 도라지 사포닌 함량이 증가될 수 있다. 또한, 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성이 일반 열수 추출물에 비해 높게 나타나 기능성 소재로의 이용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 도라지 추출물의 제조방법은 도라지를 세척, 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 건조 도라지에 물 및 탄수화물 분해효소를 처리하는 단계; 상기 효소 처리된 도라지를 압력 10 내지 300 Mpa, 40 내지 60℃에서, 10 내지 15시간 동안 추출하는 단계; 및 상기 추출물을 감압 농축하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 탄수화물 분해효소는 아라바나아제(Arabanase), 셀룰라아제(Cellulase), 베타-글루카나아제(Beta-glucanase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase), 자일라나아제(Xylanase), 아밀라아제(amylae), 갈락토시다아제(galactosidase), 락타아제(lactase) 또는 말타아제(maltase) 중에 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄수화물 분해효소는 건조 도라지 총 중량 대비 5 중량%로 포함될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 방법으로 제조된 도라지 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화 활성 및 α-glucosidase 저해 활성을 갖는 조성물을 제공한다.

본 발명에서 도라지 추출물은 건조시킨 도라지를 식품가공에 적합한 정제수, 에탄올 및 아임계수 또는 초임계 이산화탄소를 이용하여 추출, 정제하여 얻을 수 있거나, 또는 도라지를 직접 압착하여 얻은 오일로부터 분리 정제하여 얻을 수 있다. 예를 들어 100 Mpa 이상의 초고압 조건 하에서 도라지를 추출하여 추출물을 수득할 수 있다. 바람직하게는 100 Mpa 내지 1000 Mpa의 초고압 조건일 수 있고, 예를 들어 150 Mpa의 조건 하에서 추출할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 경구투여제, 경피투여제, 흡입투여제 등의 약학적 형태, 기능성 식품, 영양 보조제, 건강식품 또는 식품 첨가제 등의 식품 조성물 형태 또는 화장료 조성물 형태로 제조되어 이용될 수 있다.

본 발명의 도라지 추출물은 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성을 가지고 있어 약학적 조성물의 유효한 성분으로 이용될 수 있다.

본 발명의 약학 조성물은 도라지 추출물을 약제학적으로 허용 가능한 염을 포함할 수 있다. 본 발명에서의 용어 "약학적으로 허용 가능한"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 을이키지 않는 것을 의미할 수 있고, 상기 염으로는 약제학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하다.

본 발명에서 도라지 추출물의 약제학적으로 허용 가능한 염은 유기산 또는 무기산을 이용하여 형성된 산 부가염일 수 있으며, 상기 유기산은 예를 들면 포름산, 아세트산, 프로피온산, 락트산, 부티르산, 이소부티르산, 트리플루오로아세트산, 말산, 말레산, 말론산, 푸마르산, 숙신산, 숙신산 모노아미드, 글루탐산, 타르타르산, 옥살산, 시트르산, 글리콜산, 글루쿠론산, 아스코르브산, 벤조산, 프탈산, 살리실산, 안트라닐산, 디클로로아세트산, 아미노옥시 아세트산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산 또는 메탄술폰산을 포함한다. 무기산은 예를 들면 염산, 브롬산, 황산, 인산, 질산, 탄산 또는 붕산을 포함한다. 산 부가염은 바람직하게는 염산염 또는 아세트산염 형태일 수 있으며, 보다 바람직하게는 염산염 형태일 수 있다.

상기 언급된 산 부가염은 a) 도라지 추출물 및 산을 직접 혼합하거나, b) 이들 중 한 가지를 용매 또는 함수 용매 중에 용해시키고 혼합시키거나 또는 c) 도라지 추출물을 용매 또는 수하 용매 중의 산에 위치시키고 이들을 혼합하는 일반적인 염 제조방법으로 제조된다.

위와는 별도로 추가적으로 염이 가능한 형태는 가바염, 가바펜틴염, 프레가발린염, 니코틴산염, 아디페이트염, 헤미말론산염, 시시스테인염, 아세틸시스테인염, 메티오닌염, 아르기닌염, 라이신염, 오르니틴염 또는 아스파르트산염 등이 있다.

또한, 본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 더 포함할 수 있다.

약학적으로 허용되는 담체로는 예컨대, 경구 투여용 담체 또는 비경구 투여용 담체를 추가로 포함할 수 있다. 경구 투여용 담체는 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함할 수 있다. 또한 비경구 투여용 담체는 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코스 및 글리콜 등을 포함할 수 있다. 또한, 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다 (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed, Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995)

본 발명의 약학 조성물은 인간을 비롯한 포유동물에 어떠한 방법으로도 투여할 수 있다. 예를 들어, 경구 또는 비경구로 투여할 수 있으며, 비경구적인 투여방법으로는 이에 제한되는 것은 아니나, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장내 투여일 수 있다.

본 발명의 약학 조성물은 상술한 바와 같은 투여 경로에 따라 경구 투여용 또는 비경구 투여용 제제로 제형화할 수 있다. 제형화할 경우에는 하나 이상의 완충제(예를 들어, 식염수 또는 PBS), 항산화제, 정균제, 킬레이트화제(예를 들어, EDTA 또는 글루타치온), 충진제, 증량제, 결합제, 아쥬반트(예를 들어, 알루미늄 하이드록사이드), 현탁제, 농후제 습윤제, 붕해제 또는 계면활성제, 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 또는 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 약학 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분(옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 감자 전분 등 포함), 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose), 덱스트로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 말티톨, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로즈 또는 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 예컨대, 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득할 수 있다.

단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물 또는 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 또는 보존제 등이 포함될 수 있다.

또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있으며, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

비경구적으로 투여하는 경우 본 발명의 약학 조성물은 적합한 비경구용 담체와 함께 주사제, 경피 투여제 및 비강 흡입제의 형태로 당 업계에 공지된 방법에 따라 제형화될 수 있다. 상기 주사제의 경우에는 반드시 멸균되어야 하며 박테리아 및 진균과 같은 미생물의 오염으로부터 보호되어야 한다. 주사제의 경우 적합한 담체의 예로는 이에 한정되지는 않으나, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜 등), 이들의 혼합물 및/또는 식물유를 포함하는 용매 또는 분산매질일 수 있다. 보다 바람직하게는, 적합한 담체로는 행크스 용액, 링거 용액, 트리에탄올 아민이 함유된 PBS(phosphate buffered saline) 또는 주사용 멸균수, 10% 에탄올, 40% 프로필렌 글리콜 및 5% 덱스트로즈와 같은 등장 용액 등을 사용할 수 있다. 상기 주사제를 미생물 오염으로부터 보호하기 위해서는 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르빈산, 티메로살 등과 같은 다양한 항균제 및 항진균제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 주사제는 대부분의 경우 당 또는 나트륨 클로라이드와 같은 등장화제를 추가로 포함할 수 있다.

경피 투여제의 경우 연고제, 크림제, 로션제, 겔제, 외용액제, 파스타제, 리니멘트제, 에어롤제 등의 형태가 포함된다. 상기에서 '경피 투여'는 약학 조성물을 국소적으로 피부에 투여하여 약학 조성물에 함유된 유효한 양의 활성성분이 피부 내로 전달되는 것을 의미한다.

흡입 투여제의 경우, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 적합한 추진제, 예를 들면, 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 기체를 사용하여, 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 편리하게 전달할 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투약 단위는 계량된 양을 전달하는 밸브를 제공하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 흡입기 또는 취입기에 사용되는 젤라틴 캡슐 및 카트리지는 화합물, 및 락토즈 또는 전분과 같은 적합한 분말 기제의 분말 혼합물을 함유하도록 제형화할 수 있다. 비경구 투여용 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 15th Edition, 1975 Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania 18042, Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기재되어 있다.

본 발명의 약학 조성물은 도라지 추출물을 유효량으로 포함할 때 바람직한 항산화 효과 및 α-glucosidase 저해 활성 효과를 제공할 수 있다. 본 명세서에서, '유효량'이라 함은 음성 대조군에 비해 그 이상의 반응을 나타내는 양을 말하며 바람직하게는 근 기능을 향상시키기에 충분한 양을 말한다. 본 발명의 약학 조성물에 도라지 추출물이 0.01 내지 99.99% 포함될 수 있으며, 잔량은 약학적으로 허용 가능한 담체가 차지할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물에 포함되는 도라지 추출물의 유효량은 조성물이 제품화되는 형태 등에 따라 달라질 것이다.

본 발명의 약학 조성물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량 (multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있다. 비경구 투여시는 도라지 추출물을 기준으로 하루에 체중 1 kg당 바람직하게 0.01 내지 50 mg, 더 바람직하게는 0.1 내지 30 mg의 양으로 투여되도록, 그리고 경구 투여시는 도라지 추출물을 기준으로 하루에 체중 1 kg당 바람직하게 0.01 내지 100 mg, 더 바람직하게는 0.01 내지 10 mg의 양으로 투여되도록 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 그러나 상기 도라지 추출물의 용량은 약학 조성물의 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 연령, 체중, 건강 상태, 성별, 질환의 중증도, 식이 및 배설율 등 다양한 요인들을 고려하여 환자에 대한 유효 투여량이 결정되는 것이므로, 이러한 점을 고려할 때 당 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 상기 도라지 추출물을 특정한 용도에 따른 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 약학 조성물은 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다.

본 발명의 약학 조성물은 단독으로 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 또는 생물학적 반응조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.

본 발명의 약학 조성물은 또한 도라지 추출물을 유효성분으로 포함하는 외용제의 제형으로 제공할 수 있다.

본 발명의 약학 조성물을 피부외용제로 사용하는 경우, 추가로 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 유화제, 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 활성제, 친유성 활성제 또는 지질 소낭 등 피부 외용제에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 피부 과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다. 또한 상기 성분들은 피부 과학 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 도입될 수 있다.

본 발명의 약학 조성물이 피부 외용제로 제공될 경우, 이에 제한되는 것은 아니나, 연고, 패취, 겔, 크림 또는 분무제 등의 제형일 수 있다.

본 발명의 조성물은 또한 식품 조성물일 수 있다. 본 발명의 도라지 추출물이 식품 조성물인 경우, 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성 효과를 가질 수 있는 것에 사용될 수 있다.

본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food), 식품 첨가제(food additives) 및 사료 등의 모든 형태를 포함하며, 인간 또는 가축을 비롯한 동물을 취식대상으로 한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.

상기 유형의 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 일반 식품으로는 이에 한정되지 않지만 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아 말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게이트, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물 유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 상기 도라지 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 영양보조제로는 이에 한정되지 않지만 캡슐, 타블렛, 환 등에 도라지 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 건강기능식품으로는 이에 한정되지 않지만 예를 들면, 상기 도라지 추출물 자체를 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용(건강음료)할 수 있도록 액상화, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 상기 도라지 추출물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 또한, 도라지 추출물과 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성 효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.

본 발명의 조성물이 건강음료 조성물로 이용되는 경우, 상기 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 내지 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 내지 0.03 g 이다.

도라지 추출물은 식품 조성물의 유효성분으로 함유될 수 있는데, 그 양은 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성 작용을 달성하기에 유효한 양으로 특별히 한정되는 것은 아니나, 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명의 식품 조성물은 도라지 추출물과 함께 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성 효과가 있는 것으로 알려진 다른 활성 성분과 함께 혼합하여 제조될 수 있다.

상기 외에 본 발명의 건강식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강식품은 천연 과일주스, 과일주스 음료 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

본 발명의 조성물은 또한 화장료 조성물일 수 있다. 본 발명의 화장료 조성물은 도라지 추출물을 유효성분으로 함유하며 피부학적으로 허용 가능한 부형제와 함께 기초 화장품 조성물(화장수, 크림, 에센스, 클렌징 폼 및 클렌징 워터와 같은 세안제, 팩, 보디오일), 색조 화장품 조성물(화운데이션, 립스틱, 마스카라, 메이크업 베이스), 두발 제품 조성물(샴푸, 린스, 헤어컨디셔너, 헤어젤) 및 비누 등의 형태로 제조될 수 있다.

상기 부형제로는 이에 한정되지는 않으나 예를 들어, 피부연화제, 피부 침투 증강제, 착색제, 방향제, 유화제, 농화제 및 용매를 포함할 수 있다. 또한, 향료, 색소, 살균제, 산화방지제, 방부제 및 보습제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 물성개선을 목적으로 점증제, 무기염류, 합성 고분자 물질 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 화장료 조성물로 세안제 및 비누를 제조하는 경우에는 통상의 세안제 및 비누 베이스에 상기 도라지 추출물을 첨가하여 용이하게 제조할 수 있다. 크림을 제조하는 경우에는 일반적인 수중유적형(O/W)의 크림베이스에 도라지 추출물 또는 이의 염을 첨가하여 제조할 수 있다. 여기에 향료, 킬레이트제, 색소, 산화방지제, 방부제 등과 물성개선을 목적으로 하는 단백질, 미네랄, 비타민 등 합성 또는 천연소재를 추가로 첨가할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 도라지 추출물의 함량은 이에 한정되지 않지만, 전체 조성물 총중량에 대하여 0.001 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 0.01 내지 5 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 함량이 0.001 중량% 미만에서는 목적하는 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성를 기대할 수 없고, 10 중량% 초과에서는 안전성 또는 제형상의 제조에 어려움이 있을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아닐 것이다.

<실시예 1> 실험 재료 및 추출 방법

도라지(Platycodon grandiflorum, 영주시 약재시장)를 세척하여 건조 시킨 후, 적당한 크기로 분쇄하였다. 상기 분쇄된 도라지 분말 1g에 증류수 20ml를 첨가하고, 시판되고 있는 탄수화물 분해효소인 비스코자임(Viscozyme)을 도라지 중량 대비 5%가 되게 첨가하였다. 이후, 초고압 효소 반응기(DFS-2L, ITC21사/일본)를 이용하여 추출하였다. 추출 조건은 45℃에서 12시간 추출하였다. 그리고 추출 압력을 0 내지 300 Mpa 로 각각 처리하여 도라지 추출물을 수득하였다.

이후, 압력별로 수득된 도라지 추출물을 이용하여 추출 수율을 계산하였다(도 2). 수득된 도라지 추출물의 추출 수율은 압력 150Mpa일때 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과에 따라 추출 수율이 가장 높은 압력 150Mpa에서 추출된 도라지 추출물을 이용하였다.

<실시예 2> 조사포닌 함량 비교

2-1.

조사포닌 함량은 Shibata 등의 방법(Shibata S, Tanaka T, Ando T, Sado M, Tsushima S, Ohawa T (1996) Chemical studies on oriental plant drugs. XIV. Protopanaxadiol, a genuine sapogenin of ginseng saponins. Chem. Pharm. Bull., 14; 595-600)으로 측정하였다(도 3). 그 결과, 일반 열수 추출(AP)(효소 무첨가)에 비해 본 발명의 초고압 효소처리 공정(HHP)을 이용한 도라지 추출물에서 조사포닌 함량이 약 30% 증가한 것을 확인하였다.

2-2.

열수 추출한 도라지 추출물(효소 무첨가)과 실시예 1의 초고압 효소처리 도라지 추출물을 HPLC(High-performance liquid chromatography)를 통해 주요 사포닌 변화를 분석하였으며, 아래 표 1에 표시하였다.

Platycosides	도라지 열수 추출물 (mg/ml)	초고압 효소처리 도라지 추출물 (mg/ml)
Deapi platycoside E	0.07	0.12
Platycoside E	1.54	0.96
Deapi platycodin D3	-	0.03
Platycodin D3	0.09	0.24
Platycodin D2	0.04	0.07
Platycodin D	1.24	2.15
Total	2.98	3.57

상기 표 1에서와 같이 주요 사포닌 함량은 도라지 열수 추출에 비해 약 20%가 증가되는 것을 확인하였다.

<실시예 3> 라디칼 소거능을 통한 복합 효소 추출물의 항산화 활성 비교

3.1 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 측정

본 발명의 초고압 효소처리 도라지 추출물의 항산화 활성을 확인하기 위하여, 아스코르빅산(Ascrobic acid), 도라지 열수 추출물(AP) 및 초고압 효소처리 도라지 추출물(HHP)의 DPPH 라디칼 소거능을 측정하여 비교하였다(도 4).

DPPH assay는 항상화 효능을 측정하는 실험 중 가장 보편적인 실험 중 하나이다. 본 실험 방법은 진한 보라색을 띠는 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl이 항산화제에 의해 환원되어 옅은 노락색으로 변하는 것으로 평가하였다. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,USA) radical activity 는 다음과 같이 측정하였다. 열수 추출한 각각의 추출물 10 ㎕에 에탄올에 용해된 DPPH 190 ㎕을 가하여 37 ℃ 인큐베이터 암실에서 30분 동안 반응한 후 515 nm에서 흡광도(VersaMax microplate reader; Molecular Devices, Sunnyvale,CA, USA)를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거 활성은 다음식에 의해 계산하였다.

DPPH 라디칼 소거능 (%) = [1 - (Aa / Ab)] × 100

Aa: 추출물첨가구의 흡광도, Ab: 무처리구의 흡광도

그 결과 도 4에서와 같이, 도라지 열수 추출물과 본 발명의 초고압 효소처리 도라지 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 5 mg/ml 농도에서 초고압효소처리 도라지 추출물이 열수 추출물에 비해 약 2.3배 높은 DPPH 라디칼 소거능을 가지는 것을 확인하였다.

3.2 추출물의 ABTS 라디칼 소거능 측정

또한, 아스코르빅산(Ascrobic acid), 도라지 열수 추출물(AP)(효소 무첨가) 및 초고압 효소처리 도라지 추출물(HHP)의 ABTS 라디칼 소거능을 비교하였다(도 5).

ABTS+·cation decolourisation assay에 의하여 ABTS 라디칼로 항산화력을 측정하였다. ABTS+·radical cation 소거작용 측정은 7.4 mM 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,USA)와 2.5 mM potassiom persulfate를 증류수로 용해하여 1:1로 혼합한 후 암실에서 실온으로 15시간 이상 동안 반응시켜 ABTS+로 라디칼을 형성시켰다. 732 nm (Versa Max microplate reader; Molecular Devices)에서 추출액과 반응하기 전에 ABTS+ 용액의 흡광도는 0.70(±0.01)으로 증류수로 희석하였다. 열수 추출물 10 ㎕를 ABTS+ 용액 190 ㎕를 가하여 암실상태의 실온에서 5분간 반응시켜 732 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 다음식에 의해 계산하였다.

ABTS+ 라디칼 소거능 (%) = [1 - (Aa / Ab)] × 100

Aa: 추출물첨가구의 흡광도, Ab: 무처리구의 흡광도

그 결과 도 5에서와 같이, 도라지 열수 추출물과 본 발명의 초고압 효소처리 도라지 추출물의 항산화 활성을 ABTS 라디칼 소거능을 통해 확인한 결과 500 ug/ml 농도에서 초고압효소처리 도라지 추출물이 열수 추출물에 비해 약 1.6배 높은 ABTS 라디칼 소거능을 가지는 것으로 확인하였다.

<실시예 4> α-glucosidase 저해 활성 비교

본 발명의 초고압 효소처리 도라지 추출물의α-glucosidase 저해 활성을 확인하기 위하여, 알파-글루코시다제 억제제인 아카보즈(Acarbose), 도라지 열수 추출물(AP)(효소 무첨가) 및 초고압 효소처리 도라지 추출물(HHP)의 α-glucosidase 저해 활성을 측정하여 비교하였다(도 6).

α-glucosidase 저해 활성은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 추출물이 용해된 시료 10㎕ 에 0.19 U/㎖ α-glucosidase (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,USA) 효소액 120㎕ (in 0.1M PBS, pH 6.8)를 혼합하여 37℃에서 10분 동안 pre-incubation하였다. 이후 4 mM ρ-nitro-phenyl-α-glucopyranoside(ρ-NPG, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,USA; in 0.1M PBS, pH 6.8) 70㎕를 가한 후, 37℃에서 10분간 반응시킨 후 생성된 ρ-nitrophenol의 양을 400 nm (VersaMax microplate reader; Molecular Devices)에서 측정하였다. α-glucosidase 저해능은 다음식에 의해 계산하였다.

α-glucosidase 저해능 (%) = [1 - (Aa / Ab)] × 100

Aa: 추출물첨가구의 흡광도, Ab: 무처리구의 흡광도

도라지 열수 추출물과 초고압 효소처리 도라지 추출물의 α-glucosidase 저해 활성을 확인한 결과 1 mg/ml 농도에서 초고압효소처리 도라지 추출물이 열수 추출물에 비해 약 40% 높은 α-glucosidase 저해 활성가지는 것으로 확인하였다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

도라지를 세척, 건조 및 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 건조 도라지에 물 및 탄수화물 분해효소를 첨가하는 단계;
상기 효소 처리된 도라지를 압력 150 Mpa, 45℃에서, 12시간 동안 추출하는 단계; 및
상기 추출물을 감압 농축하는 단계를 포함하며,
상기 탄수화물 분해효소는 아라바나아제(Arabanase), 셀룰라아제(Cellulase), 베타-글루카나아제(Beta-glucanase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase), 자일라나아제(Xylanase)로 이루어진 비스코자임(Viscozyme)이며,
상기 탄수화물 분해효소는 건조 도라지 총 중량 대비 5 중량%로 포함되는 것
을 특징으로 하는, 도라지 추출물의 제조 방법.
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